Efecto del alpeorujo en la simazina del suelo

Efecto de la adicción de alperujo en la adsorción,
lixiviación y biodegradación de Simazina en el suelo.
A.Albarrán2, R. Celis1, M.C. Hermosín1, A. López-Piñeiro2 y J. Cornejo1
1Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla. CSIC. Sevilla
2 Universidad de Extremadura. Badajoz
INTRODUCCIÓN:
En la actual tecnología en el procesado de la aceituna de dos fases Se genera por
un lado el aceite de oliva y por otro un subproducto conocido como alperujo. En
Extremadura se generan al año entorno a los 215.000Tm de alperujo (1), esto hace que
sea un problema para las industrias eliminar dicho producto respetando el medio
ambiente. El alperujo está formado en su mayor parte por materia orgánica. Este hecho
puede ser de gran interés utilizar el alperujo como enmienda orgánica para los suelos
pobres de la península ibérica, y de esta manera solucionar el problema de las industrias
para eliminar el subproducto de las almazaras. Es un subproducto de bajo coste que
puede beneficiar las propiedades físico-químicas del suelo, afectando así a la dinámica
de los herbicidas en el suelo. Debido a que la materia orgánica juega un importante
papel en la dinámica de los plaguicidas en el suelo, se estudió el efecto de la adición de
alperujo en la adsorción, lixiviación, biodegradación y porosidad del suelo(2).
MATERIALES Y MÉTODOS:
Materiales:
El suelo seleccionado pertenece a una parcela de olivar de secano de Castuera,
(Badajoz); de textura franco arenosa y con una antigüedad de aplicación simazina de al
menos 10 años a razón de 2,3 Kg/ha m.a.. En el laboratorio se enmendó el suelo a dos
dosis, 5 y 10% en peso de alperujo procedente de una industria del alto Alentejo
(Portugal).
El herbicida simazina aplicado fue de una pureza del 99%; la simazina marcada
radiactivamente 14C tiene una actividad específica ≥ 5mCi mmol-1 y pureza radiactiva ≥
95%.
Tabla 1.- Características físico-química de los suelos.
Propiedades del suelo
Suelo original
Enmendado
(5% Alperujo)
Enmendado
(10% Alperujo)
% Carbono orgánico
pH (H20)
%Arena
0.56
5.3
2.21
5.0
4.54
4.8
% Limo
% Arcilla
54
35
11
Métodos:
Adorción-desorción: Se hizo interaccionar 10 g de suelo con 10 ml de una
solución de simazina de rangos comprendidos entre 1 y 20 µM; se agitó, centrífugo,
filtró y se analizó el sobrenadante por HPLC. Para el caso de las desorciones, se
realizaron, a tres concentraciones diferentes, tres diluciones sucesivas. Posteriormente
los resultados se ajustaron por medio de la ecuación de Freundlich.
Experimento de lixiviación: Se analizaron columnas empaquetadas a mano de
un tamaño de 5 cm de diámetro y 20 cm de alto, al cual se le añadió la simazina a razón
de dosis de campo (2.3 kg/ha m.a.) y se hizo lixiviar añadiendo 50 ml de agua por día.
El lixiviado se filtró y analizó diariamente por HPLC.
Porosidad: Una vez terminado el experimento de lixiviación, se tomo una
muestra de las columnas, se secó en la estufa y se analizó con un porosimetro de
mercurio Carlo Erba 200 M.I.P. obteniendo volúmenes de poro acumulado y relativo.
Mineralización: A 25 g de suelo se le añadió la proporción de simazina a dosis
de campo y la parte correspondiente de 14C Simazina para aportar ≈ 80.000 d.p.m.. El
CO2 desprendido por los microorganismos se recogió en trampas de sosa que
posteriormente se analizó en un equipo contador de centelleo Breckman LD 5000 TD.
RESULTADOS Y DISCUSIONES:
Adsorción-desorción: La adsorción de simazina se ve incrementada a mendida
que se incrementa la adición de alperujo; este hecho se confirma observando la tabla 2,
donde los valores de Kf comparados con los Kf normalizados con el carbono orgánico
Kf-c.o. la materia orgánica juega un papel fundamental en la adsorción de simazina en
los suelos estudiados.
Tabla 2.- Coeficientes de Freundlich en la adsorción de simazina en los suelos.
Suelos
Suelo original
5% Alperujo
10% Alperujo
Kf
0.94 ±0.10
2.99 ±0.11
8.80 ±0.20
Nf
0.82 ±0.06
1.16 ±0.04
0.99 ±0.03
R2
0.975
0.995
0.996
Kf-oc
167 ±17
135 ±5
193 ±4
La histeresis mostrada por los suelos confirma la gran reversibilidad en el
proceso de desorción de la simazina. En el caso de 10% Alperujo, la mala definición de
la desorción es debido a la alta concentración de simazina adsorbida.
20
12
Cs ( µmol kg-1 )
Cs (µmol kg )
-1
5%Alperujo
10%Alperujo
Suelooriginal
16
8
4
0
0
2
4
6
8
10
12
14
7
6
5
4
3
2
1
0
0
-1
Ce(µmol L )
2
4
6
8 10 12 14
20
16
Cs (µmol kg-1)
Suelo original
16
12
12
8
8
4
4
5 % Alperujo
10 % Alperujo
0
0
0
1
2
3
Ce (µmol L-1)
4
5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Ce (µmol L-1)
Fig. 1.- Isotermas de adsorción y desorción de los diferentes suelos.
Lixiviación: La adición de alperujo retarda hasta en 50 días (10% alperujo) los picos de
máximas concentraciones de los lixiviados, apareciendo a su vez en concentraciones
mas bajas que el suelo original. Este efecto demuestra el retraso del movimiento vertical
del herbicida en el suelo. En la curva de lixiviación acumulada se observa que el suelo
100
Suelo sin enmendar
5% Alperujo
10% Alperujo
4
Suelo sin enmendar
5% Alperujo
10% Alperujo
3
% Simazina lixiviada
Simazina lixiviada (µmol L-1)
80
2
60
40
20
1
0
0
0
500
1000
1500
2000
mL Ca2Cl anadido
2500
3000
0
3500
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
mL Ca2Cl añadido
Fig 2.- Curvas de lixiviación de simazina: (a) relativa; (b) acumulada
% Mineralización
sin enmendar se recupera casi en su totalidad, mientras que en los suelos con alperujo
existe gran cantidad de simazina no extraida, 10±5 en el caso del 5% de alperujo y 21±9
en el caso de 10% alperujo; mientras que la simazina no recuperada de las columnas
aumenta hasta 34% y 52% respectivamente.
Mineralización: En la fig.3 se observa que transcurrido los 50 primeros días, se
mineraliza un 30% en los suelos enmendados mientras que en el suelo original se
mineraliza casi en su totolidad. Esto indica que el alperujo reduce la viabilidad de la
simazina como fuente de carbono para los microorganismos o su efecto tóxico sobre los
mismo. En definitiva el alperujo produce un aumento de la persistencia de la simazina
en los suelos aplicados reduciendo la mineralización por parte de los microorganismos
presente en los suelos.
40
Suelo sin enmendar
5% Alperujo
10% Alperujo
32
24
16
8
0
0
10
20
30
40
50
Días
Fig. 3.- Mineralización de los suelos con y sin enmienda.
Porosidad: La adición de alperujo en los suelos estudiados produce un aumento en el
volumen de poro, siendo más acentuado poros con radios de 10 µm. Este efecto puede
explicar la lenta lixiviación de la simazina en los suelos enmendados. Estos datos los
confirma la buena correlación (R2=0.96) encontrada entre el retraso de los lixiviados de
las columnas y los valores de Kf de Freundlich.
Conclusiones: La adición de alperujo a los suelos tiene gran influencia en la adsorción,
degradación y lixiviación del herbicida simazina en el suelo franco arenoso,
aumentando la adsorción, disminuyendo la movilidad vertical através del perfil del
suelo. La mineralización nos muestra el aumento de la persistencia de simazina en los
suelos con alperujo, siendo la materia orgánica el pricipal componente de la dinámica
del herbicida simazina en el suelo, con el fin de optimizar los recursos en la agricultura.
Agradecimientos: Este trabajo ha sido financiado por el proyecto IFD 97-2222-C03-01. A. Albarrán
agradece a la Junta de Extremadura por la Beca de Formación de Personal Investigador.